Värmeåtervinning i ventilationssystem: driftsprincip + system

Under ventilationsprocessen används inte bara avgaser utan även en del av värmeenergin från rummet. På vintern leder det till en ökning av energiräkningarna.

Att minska onödiga kostnader, inte till nackdel för luftväxling, möjliggör värmeåtervinning i centraliserade och lokalt ventilerade system. För regenerering av termisk energi används olika typer av värmeväxlare - recuperatorer.

Artikeln beskriver i detalj modellernas modeller, deras designfunktioner, driftsprinciper, fördelar och nackdelar. Den angivna informationen hjälper till att välja det bästa alternativet för att ordna ventilationssystemet.

Begreppet återvinning: värmeväxlarens princip

Översatt från latin betyder återbetalning en återbetalning eller retur. När det gäller värmeväxlingsreaktioner karakteriseras återvinning som en partiell retur av energi som utövas vid genomförandet av den tekniska åtgärden för tillämpning i samma process.

den ventilationssystem Principen om återhämtning används för att spara värmeenergi.

Analogt återvinns kylningen vid varmt väder - värmeförsörjningsmassorna värmer utmatningen "mining" och deras temperatur minskar.

Processen för energiåtervinning utförs i en värmeväxlare. Anordningen åstadkommer förekomst av ett värmeväxlarelement och fläktar för pumpning av flervägliga luftflöden. För att styra processen och kontrollera kvaliteten på lufttillförseln används automation.

Designen är utformad så att tillförsel- och avgasflödena är i separata utrymmen och inte blandas. Värmeåtervinning utförs genom värmeväxlarens väggar.

Förstå och förstå vad som är ventilation med värmeåtervinning hjälp visuellt system för luftcirkulationen.

Utförbarhet av en värmeväxlare vid ventilation

Det är möjligt att prata om lämpligheten att anordna recuperativ ventilation genom att utvärdera systemets effektivitet och jämföra sina fördelar med nackdelar.

Behovet av att använda värmeåtervinning är mest relevant i byggnader med tryckluftsuttag. Dessa är vanligtvis lågt inertiska strukturer uppställda med användning av innovativ värmeisoleringsteknik (hus av sandwichpaneler, gassilikatplattor, skumblock).

I sådana byggnader ackumuleras väggarna dåligt, och naturlig luftutbyte är ineffektiv.

Problem med luftcirkulationen är emellertid också karakteristiska för "traditionella" tegel- och betongkonstruktioner. Förekomsten av hermetiska värmeisolerande PVC-fönster blockerar cirkulation med naturliga impulser - flödet av friska luftstopp och dragkraft i kanonen vrider sig eller tenderar att nollställa.

Lösningen på problemet med "eurowindows" är organisationen av tvångsventilation. Systemet återställer luftutbytet, samtidigt som värmeförlusterna ökar till 60%. Och här kan vi inte göra utan termisk återhämtning.

Effektivitetsindikator för värmeåtervinning av ventilation:

• 0% - ett öppet fönster - varm luft avlägsnas i atmosfären, och förkylningen kommer in, sänker temperaturen i rummet;
• 100% - Tilluften upphettas till temperaturen på "träning" - det är tekniskt omöjligt att genomföra;
• 30-90% - tillåten parameter, god återvinning anses med en effektivitet på 60% eller mer, effektivitet över 80% är en utmärkt värmeväxling.

Systemets effektivitet beror på typen av värmeväxlare, rumsdimensioner och luftflöde. I vilket fall som helst, användningen av återvinningsventilation, även med en effektivitet på 30% mer lönsam än dess frånvaro. Förutom betydande energibesparingar förbättrar "regenerering" av värme det övergripande mikroklimatet i rummet.

Nackdelar med att använda en värmeväxlare:

1. Volatilitet. Köpet av klimatutrustning är motiverat om strömförbrukningen kommer att vara betydligt mindre än dess besparingar efter installationen av värmeväxlaren.
2. Kondens. På grund av temperaturskillnaden på värmeväxlarens väggar kan kondensera. På vintern finns det risk för isbildning, vilket har en snabb minskning av effektiviteten eller värmeväxlarens fel.
3. Bullrigt arbete Vissa modeller i processprocessen avger en drone. Om den här bristen under dagen inte är särskilt märkbar, så på natten ger bruset obehag. Recuperatorer med förbättrad isolering fungerar tyst.

Hög initial investering blir ofta det viktigaste argumentet mot energieffektiv ventilation.

Funktioner av olika typer av värmeväxlare

Värmeväxlarens konstruktion bestämmer kylvätskans flödesmönster, ventilationssystemets effektivitet, energikonsumtionen och kostnaden för utrustning. Fem varianter av värmeväxlare används: lamellär, roterande, värmerör, kammaranordningar och modeller med mellanskylmedel.

Plattvärmeväxlare - Enkel design

Värmeväxlarens grund är en lufttät kammare med flera parallella kanaler. Kanalerna är separerade av partitioner - värmeledande plattor av stål eller aluminium.

Gasflöden rör sig mot varandra, skär i värmeväxlarens kassett, men blandar inte. Värmeväxling utförs genom samtidig kylning och upphettning av plattorna från olika sidor.

Fördelarna med korsvärmeväxlaren:

• enkel installation och konfiguration av utrustning;
• undantag för kontakt med luftmassor;
• prisvärda och kompakta dimensioner;
• inga gnider och rörliga delar.

Effektivitetsindex varierar i intervallet 40-70%.

Den främsta nackdelen med den lamellära modellen är kondensatuppsättningen i avgasledningen och isbildning på vintern. För avfrostning av enheten, omdirigeras inkommande stråle för att kringgå värmeväxlaren, och det varma avloppet smälter isen på plattorna.

Det finns två sätt att lösa problemet:

1. Förvärm det inkommande luftflödet till en temperatur vid vilken isbildning utesluts.
2. Recuperator med absorberande massaplattor. Materialet absorberar fukt från spillluftsmassorna och överför den till de nya inkommande flödena.

Vid val av en värmeväxlare bör hänsyn tas till de operativa egenskaperna hos plattorna.

Deras egenskaper beror på tillverkningsmaterialet:

1. Aluminiumfolie - Prisvärd kostnad, men begränsad prestanda på vintern. Dessutom rekommenderas det inte för lokaler på grund av lufttorkning. Modifikationer med aluminium "fyllning" - det bästa alternativet för bad och pooler.
2. Plastdelare - till priset liknar metallprodukter, men skiljer sig åt i förbättrad övergripande prestanda.
3. Cellulosvärmeväxlare - förhindra frostning och bibehålla normal fuktighet inomhus.

Den hygrocellulösa recuperatorn är den mest ekonomiska och optimala för ventilation av bostadshus.

Rotationsvärmeväxlare - hög systemeffektivitet

Värmeväxlaren presenteras i form av en cylinder fylld med korrugerade metallplattor. När trumman roterar, kommer varma eller kalla luftflöden växelvis in i varje fack.

Effektiviteten av värmeöverföringen bestäms av rotorns varvtal, effektiviteten kan justeras.

Argument "för" roterande värmeväxlare:

• värmeåtervinning upp till 65-90%;
• ekonomi strömförbrukning;
• partiell fuktåtervinning - du kan göra utan luftfuktare
• återbetalningsperiod - upp till 4 år

Trots sin höga effektivitet blev en trumtyps värmeväxlare inte ledande bland liknande installationer.

Nackdelar med ventilationssystemet:

1. Blanda förorenad luft i inflödet. Avgas- och tillflödesmassan cirkulerar växelvis genom mikrokanalerna, så ca 3-8% av "arbetet" kommer tillbaka. Trumman förmedlar ofta lukten av utgående luft.
2. Komplexiteten i designen. Rotorns roterande delar behöver regelbundet underhåll och periodisk utbyte. Flyttande element under drift ger brus och vibrationer.
3. Hög kostnad Priset för roterande modeller är högre än för lamellära produkter. Detta beror på användningen av komplexa mekaniker i designen av trumvärmeväxlaren.
4. Stora storlekar. Installation sker i en rymlig ventilationskammare.

På grund av rotorinstallationens storhet används huvudsakligen i industrianläggningar.

Tillhörande värmeväxlare - glykolmodell

Värmeåtervinningsenheten med mellankylare kallas ofta tillhörande värmeväxlare eller en glykolenhet på grund av dess designfunktioner. Detta är ett av de mest flexibla värmeåtervinningssystemen. En värmeväxlare kraschar in i inloppskanalen och den andra in i avgasen.

Principen för operation. Glykolkompositionen cirkuleras mellan värmeväxlarna. Kylvätskans temperatur ökar på grund av den uppvärmda avgasströmmen, och värmeenergin överförs sedan till frisk luft. Ett slutet system eliminerar blandning av kommande luftmassor.

Funktioner vid drift av värmeväxlare med kylvätska:

• Effektivitet - 45-55%;
• effektivitetsjustering med hjälp av en pump - frostskyddshastighet väljs;
• Möjligheten att placera utbuds- och avluftskanaler på avstånd från varandra (upp till 800 m);
• Installationen av värmeväxlaren utförs vertikalt eller horisontellt;
• i svår frost visas ytan på avgasvärmeväxlarens frostis; Användningen av frostskydd gör det möjligt för rekuperatorn att manövreras utan att tillgripa avfrostning.
• Systemets återbetalningsperiod är upp till 2 år.
• En kombination av 1 huva och flera bifloder är tillåten, eller vice versa.

Volymen av luft som avlägsnats och injiceras bör vara ungefär lika. Sådana värmeväxlare används vanligen om flödet är giftigt eller kraftigt förorenat när blandningsflöden är oacceptabelt.

Kammar knut - universality of application

Kammarevärmeväxlaren är strukturellt en sluten låda delad inuti en rörelsespjäll. Öppningsdelningen definierar värmeväxlarens funktion.

Som ett resultat rör sig inflödet längs de första luftkanalens varma väggar och "träning" värmer ytan på den andra kammaren. Vid något tillfälle blir partitionen tillbaka och cykeln upprepas.

Fördelar med kammarens värmeväxlingsenhet:

• Effektivitet - 80-90%;
• i kombination med högkvalitativa värmeisolering minimeras uppvärmningskostnaderna;
• enkel montering - hjälp av specialister kommer att behövas vid val av ventilationsenhetens parametrar;
• bevarande av fuktighetsnivåer
• systemfrysning är utesluten.

Kammarevärmeväxlare är ett utmärkt alternativ för regioner där under året en lång period är det en signifikant obalans mellan temperaturen inuti och utanför.

Nackdelarna med värmeåtervinningsenheten innefattar:

• behovet av regelbundet underhåll av rörliga delar;
• Kommande luftströmmar är delvis blandade - lukt och föroreningar kan flyta tillbaka till byggnaden.

För att minska blandningen är systemet slutfört filterelement. Luften blir renare, men effektiviteten hos recuperatorn faller.

Värmepumpar - stängt värmeväxlingssystem

Recuperatorn består av en mängd koppar eller aluminiumrör fyllda med flyktiga ämnen, som freon. Principen för driften av en rörformig värmeväxlare är baserad på fysikaliska processer - en förändring i tillståndet hos ett ämne när den upphettas.

Gasen stiger och släpper ut termisk energi till inflödet, varefter freon kondenseras och strömmar ner värmeväxlaren. Termisk cykel upprepas i en cirkel.

Tekniska och operationella egenskaper hos den rörformiga värmeväxlaren:

• enhetseffektivitet - upp till 65%
• tyst drift på grund av frånvaron av rörliga delar;
• enkel design och anspråkslöshet i tjänst;
• densitet - små dimensioner och låg vikt
• energioberoende - kylvätskan cirkulerar naturligt

En viktig fördel är att luftflödet och returflödet inte blandas.

Svagheter i värmerör:

• hög effektivitet uppnås vid ett smalt temperaturområde - med en kraftig överhettning förångas all freon och med otillräcklig uppvärmning sänks indunstningshastigheten;
• låg rörstyrka - Omformning eller tryckavlastning minskar utrustningens prestanda.

Rörformiga värmeväxlare används i privat byggnad, i förvaltning, kontorsbyggnader och små industriområden.

Sätt att organisera recuperativ ventilation

Återhämtning avvecklas på ett av sätten: centraliserad och decentraliserad. I det första fallet passerar ventilationsflöden från hela rummet genom värmeväxlaren, i det andra fallet - från ett rum.

Centraliserat komplex - luftbehandlingsenhet

Det centrala systemet löses på byggnadsstadiet eller kapital moderniseringen av ventilationssystemet.

PVU med en värmeväxlare ger tillräckligt med luftutbyte även i hus med hermetiska fönster. Samtidigt fördelas luftflöden jämnt, utan att skapa utkast.

Complex luftbehandlingsenheter monoblock typ är utrustade med:

• fläktar - dygnet runt tillförsel av ren luft och utsläpp av jets mättade med koldioxid
• värmare - föruppvärmning tillflöde
• genom filter - kvarhåller damm och mikropartiklar
• värmeväxlare - olika typer av installationer kan användas

Funktionen hos vissa PWU har förlängts med en fördröjningstimer, effektregulator, fuktighetsnivå sensorer, och så vidare.

Bevisad rekuperativ monoblock PVU-produktion: "Öppningar" (Ukraina), Dantherm (Danmark), «Daikin» (Japan), «Dantex» (England).

Lokala enheter - tillägg till befintliga ventilationssystem

För att återställa cirkulationen av luftmassor i rummet som används kommer decentraliserad tillströmning med värmeåtervinning att vara lämplig.

De kraschar in i byggnadens fasad eller monteras genom ett fönster. Deras huvuduppgift är att förbättra ventilation i huset.

Funktioner av decentraliserade ventilationssystem med återhämtning:

• effektivitet – 60-96%;
• låg produktivitet - enheterna är utformade för att ge luftutbyte i rum upp till 20-35 kvadratmeter;
• prisvärd kostnad och ett brett sortiment av enheter, allt från konventionella väggventiler till automatiserade modeller med ett flerstegs filtreringssystem och möjligheten att reglera luftfuktigheten.
• enkel installation - för idrifttagning krävs ingen läggning av luftkanaler, installera väggventilen du kan äga.

Populära tillverkare av lokala rekuperatorer: Prana (Ukraina), O.Erre (Italien), snöstorm (Tyskland) Vents (Ukraina), Aerovital (Tyskland).

Slutsatser och användbar video om ämnet

Jämförelse av arbetet med naturlig ventilation och tvångssystem:

Funktionsprincipen för den centraliserade värmeväxlaren, beräkningen av effektivitet:

Design och drift av en decentral värmeväxlare på exemplet på väggventilen Prana:

Genom ventilationssystemet från rummet tar cirka 25-35% värme. För att minska förluster och effektiv värmeåtervinning används recuperatorer. Klimatutrustning gör att du kan använda energi från avfallsmassan för att värma den inkommande luften.

Finns det något att komplettera, eller har du några frågor om arbetet hos olika ventilationsvärmeväxlare? Vänligen lämna kommentarer till publikationen, dela erfarenheten av att driva sådana anläggningar. Formuläret för kommunikation finns i det nedre blocket.